涪江五桥独塔斜拉桥主梁合龙段施工技术

乔永和，李盼盼，古培峰(.中交一公局总承包经营分公司，北京 0004；.中交一公局第四工程有限公司，广西 南宁 530033)



涪江五桥独塔斜拉桥主梁合龙段施工技术

乔永和1，李盼盼2，古培峰2
(1.中交一公局总承包经营分公司，北京 100024；2.中交一公局第四工程有限公司，广西 南宁 530033)

为了实现江油涪江五桥在特殊地形下的成功合龙，通过对合龙段施工方案的优化，采用边跨加设临时支墩，再进行梁体锁定，重点控制合龙段施工的平面位置、高程及结构尺寸，观测温度变化，详细分析劲性骨架设计、合龙束预应力筋的安装、混凝土浇筑及养护工艺。结果表明：涪江五桥主梁的合龙施工技术最大限度地减小了对防洪堤的破坏，对特殊情况下的斜拉桥主梁合龙施工具有指导意义。

桥梁工程；斜拉桥；主梁；合龙段

0 引 言

随着中国经济的飞速发展，大量的交通基础建设工程如雨后春笋般不断涌现，这对桥梁工程的美观性、舒适性提出了更高的要求，为修建各类跨度大、造型独特的桥梁提供了广阔的空间[1-3]。独塔斜拉桥由于其结构特点，塔身具备极强的可塑性，造型美观、多变，往往是一个地区的地标性建筑，并成为现代最为流行的大跨度桥梁的桥型之一[4-6]。

合龙段施工是斜拉桥工程建设的关键性控制点，合龙段施工的质量直接关系到斜拉桥全桥的结构受力、线型以及内力分布状况，影响桥梁结构的使用性能[7-10]。斜拉桥的主梁合龙施工一般先采用劲性骨架进行锁定，再浇筑合龙段混凝土，然后预应力张拉，最后解除劲性骨架锁定[11-15]。

江油涪江五桥为H型曲线独塔斜拉桥，其主塔造型灵感来源于诗仙李白，呈酒樽造型，寓意着江油的诗仙文化。该桥作为江油市地标建筑，其边跨恰位于防洪河堤陡坡面，在必须保证防洪河堤安全的情况下，不具备合龙段的施工条件。本文通过对该桥合龙段的设计优化及优化后合龙段施工技术的阐述，为类似工程的设计与施工提供参考和借鉴。

1 工程概况

江油涪江五桥的主塔结构形式为H型曲线独塔，拉索为双索面、对称扇形布置；采用预应力混凝土双纵肋式主梁，梁段划分为5种类型，即0号梁段、变宽梁段、标准梁段、边跨现浇梁段和合龙段[16-17]。

标准梁段梁顶面设2%的双向横坡和2.49%的双向纵坡，梁宽32.5 m，双纵肋梁高2.7 m，宽2 m，肋间净距24.75 m，顶板厚0.28 m，顶板下设有两道纵向加劲小纵肋，肋高1 m，宽0.5 m。

悬浇梁段共23段，最大悬臂施工长度为145 m(含0号梁段)，全部采用前支点挂篮悬浇施工。

现浇梁段共有2处，长度均为6.93 m，设于交界墩处，采用支架现浇施工，主桥的立面如图1所示。合龙段长度为2 m，均为边跨合龙段，如图2所示。

图1 主桥立面

图2 原设计现浇段及合龙段

2 合龙段方案的优化

2.1 合龙段位置优化

按照原设计的梁段划分施工，合龙段将处于变宽段上，主肋宽度由2 m渐变到3.5 m；河堤阻挡了挂篮的行进线路，若要使用挂篮悬浇第23#节段，必须将河堤整体挖低1～1.3 m；现浇段长度为6.93 m，支架立柱处于河堤背水面护坡上，会对河堤护坡造成比较大的破坏。经过现场实际勘察，提出将现浇段增加6 m、减少1个悬浇节段的优化方案。优化后其分段如图3所示。

图3 优化后现浇段及合龙段

2.2 新方案思路

现浇段采用型钢贝雷支架进行施工。22#段使用前支点挂篮悬浇施工，但由于挂篮端部与现浇段支架距离太近，无法使用挂篮张拉机构挂索，现变更为采用支墩作为挂篮的前支点；合龙段利用挂篮和现浇段支架作为支撑平台，配合脚手管支架进行施工。优化后现浇段支架侧立面如图4所示。

图4 优化后现浇段支架侧立面

2.3 改进后的优点

经改进优化后，合龙段位于标准截面段上，更利于合龙段的质量控制；现浇段支架前排立柱位于河堤顶面，柱高度减小，基础更加稳固，支架整体稳定性更好；悬浇段施工到22#节段，只需要将河堤挖除一小部分即可，在保护防洪河堤的同时缩短了悬浇施工工期，有利于缩短项目建设周期。

3 施工过程及控制要点

3.1 22#悬浇段施工

3.1.1 支墩设计

前支点挂篮支撑受力系统由斜拉索、锚杆、止推块和反力撑等构成，如图5所示。

图5 前支点挂篮支撑受力系统

22#悬浇段施工时由于无法挂索，必须采用支墩对挂篮前部进行支撑，支撑点设置在挂篮纵肋与前横梁相交的位置，该处挂篮属于挂篮的节点位置，结构设计牢固，如图6所示。

图6 挂篮支墩设计

考虑到主桥悬臂端伸缩变形较大，支墩设计了滑动装置和限位装置，使挂篮在顺桥向位置可以相对支墩基础滑动，避免由于主梁伸缩使挂篮内部产生较大的应力。

3.1.2 控制要点

22#段为最后一段悬浇段，其控制要点如下。

(1)平面位置和高程的控制。挂篮平面位置定位采用全站仪进行测量，挂篮行走过程中注意动态调整，在挂篮行走到位后再进行一次测量，并使用千斤顶精确调整到设计位置[18]。挂篮高程主要采用反顶块进行控制调整，当模板安装到位后进行精调，以最前端模板标高为准。

(2)结构尺寸的控制。挂篮模板采用的定型钢模板在循环使用过程中有累积变形，施工22#节段时需对模板进行修整；在模板安装过程中使用全站仪和卷尺对模板倒角等关键点位进行测量，保证结构尺寸的准确。

3.2 合龙段施工

本桥为独塔斜拉桥，合龙段均处于边跨，可利用挂篮和现浇段支架进行合龙段施工；且由于22#段施工时挂篮前端直接支承在河堤上，所以合龙段两端均为固定端，变形相对较小，为精确合龙创造了有利条件。根据本桥特点，合龙段施工时不设置两端配重，仅将桥上多余的设备、物资清除，并保证大小里程两侧的荷载一致。

(1)施工流程为：完成22#节段施工；搭设脚手支架；立模、绑扎钢筋、安装预应力；测量观测；安装劲性骨架；浇筑合龙段；混凝土养护；张拉合龙束预应力至50%；拆除合龙段劲性骨架；张拉合龙束预应力至100%。

(2)控制要点：温度变形观测；劲性骨架的设计和安装；合龙束预应力筋安装及张拉；混凝土浇筑及养护。

(3)温度变形观测。在完成22#节段的施工后，首先对22#段端头的桥梁变形进行测量，早、中、晚各观测1次，找出温度对桥梁悬臂端标高的影响规律。温度变形观测应至少持续一周时间，对桥梁的高程、轴线、桥长进行联测，并观测记录气温变化的相关数据，找出与气温变化规律相关的桥梁高程变化数据，选择温度变化对桥梁变形幅度影响最小的时间段进行劲性骨架安装和混凝土浇筑施工[19]。在混凝土浇筑施工前，应连续24 h不间断地观测。在桥梁端头设置5个观测点，分别位于桥梁中线、次肋顶和主肋顶。

本桥合龙时间为1月21日，正是全年气温最低的时间段，当年1月平均气温为5 ℃～12 ℃，桥梁高程和轴线变形在5 mm以内，非常有利于合龙段施工。根据观测结果，将劲性骨架安装时间定于早上6点至8点，混凝土浇筑时间定于次日上午6点至7点。

(4)劲性骨架的设计和安装。合龙段施工时采用劲性骨架先进行临时锁定，以克服日照、温差、混凝土收缩和徐变等多种因素的影响，因此这是合龙施工的关键。施工严格按照设计与规范的要求进行，合龙段锁定劲性骨架如图7所示。

图7 合龙段锁定劲性骨架(取对称半截面)

劲性骨架设计采用外部骨架的形式，在合龙段两侧预埋钢板，然后焊接双拼槽钢，共设13组连接杆。在安装劲性骨架时，先将现浇段一侧的焊缝满焊，而悬臂段一侧的焊缝在一天中气温较低时焊接。大小里程合龙段各安排4名焊工同时从主肋向中间顶板对称焊接，并在早晨6点后的3 h内完成，实现对合龙段的锁定。

(5)合龙束预应力筋安装及张拉。本桥单侧设置22束19Φs15.2预应力筋作为合龙束，最长合龙束长度接近100 m。主肋还设置了2束22Φs15.2、2束19Φs15.2预应力筋连续束，以及顶板预应力钢丝等。

在合龙段钢筋绑扎前先进行预应力穿束，然后绑扎钢筋、安装模板，在混凝土浇筑并养护7 d后，先将纵向预应力筋张拉到设计值的50%，再拆除劲性骨架。

(6)混凝土的浇筑及养护。合龙段单段混凝土方量约为43 m3，应在早晨6点后的2 h内浇筑完成，保证新浇筑混凝土处于气温上升的环境中并在受压的状态下达到终凝，以防混凝土开裂。混凝土采用早强微膨胀混凝土，并根据天气情况适当提高混凝土的出料温度，在运输过程中采取保温措施。混凝土浇筑过程中还应对主梁变形进行观测。

混凝土采用塑料薄膜包裹保水和麻袋覆盖保温的养护方式。在中午阳光充足、气温较高时往麻袋上浇适量的水，保持麻袋湿润；薄膜保水应保证薄膜下一直有凝结水存在。

4 结 语

在进行江油涪江五桥合龙段施工时，充分考虑了现场地形、地貌的特殊要求，并结合实际情况对原设计合龙段方案进行优化：通过增加边跨现浇段长度，减少了1个主梁标准悬浇段长度，使原合龙段位于防洪河堤陡坡面且为变截面断面优化为位于河堤顶面且横断面为标准断面；同时在河堤顶面设置临时支墩，利用前支点挂篮作为合龙段模板支撑体系，降低了施工成本，提高了施工效率，减少了对防洪河堤的破坏，确保了全桥的顺利合龙并成功完成体系转换。

最终，涪江五桥成桥后主梁线型平顺，桥梁结构合理，受力情况良好，斜拉索索力在设计值范围内。这证明经过优化后的合龙段施工方案不仅未给桥梁结构留下隐患，而且节省了工期，较原方案更为安全、便捷、经济。涪江五桥的成功合龙为今后同类型桥梁的合龙段施工提供了借鉴和参考。

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[责任编辑:高 甜]

Construction Technology for Joint Section of Main Girders of Cable-stayed Fifth Fujiang Bridge with Single Tower

QIAO Yong-he1, LI Pan-pan2, GU Pei-feng2
(1. General Contracting Branch of CCCC First Highway Engineering Co., Ltd., Beijing 100024, China; 2. Fourth Engineering Co., Ltd. of CCCC First Highway Engineering Co., Ltd., Nanning 530033, Guangxi, China)

In order to achieve the successful closure of Fifth Fujiang Bridge of Jiangyou City in a special terrain, through the optimization of the construction scheme, it was designed to use temporary support pier for side span and then the beam lock. Control over the plane position, elevation and the structure size was stressed. The temperature change was observed. Detailed analysis of the stiff skeleton design, installation of prestressed tendons, and the concrete pouring and curing process was carried out. The results show that the construction technology of the main girders of Fifth Fujiang Bridge can minimize the damage to the embankment, and it has guiding significance for the closure construction of cable-stayed bridge under special circumstances.

bridge engineering; cable-stayed bridge; main girder; joint section

1000-033X(2017)06-0086-05

2017-02-04

乔永和(1971-)，男，内蒙古武川人，高级工程师，研究方向为土木工程、路桥工程。

U445.4

B